一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置的製作方法
2023-05-07 18:05:16 2
專利名稱：一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種風力發電機偏航制動裝置，特別涉及一種插入式風力機偏航制動裝置，屬於風力發電設備技術領域。。
背景技術：
現有的偏航制動採用液壓制動器，在油壓下使制動器的摩擦片與制動環壓緊，依靠二者之間的摩擦提供制動力。這種制動器的缺點主要有①需要很高的油壓14～16MPa，因此需要專門的高壓液壓系統。②制動環必須保持乾淨。由於嚴酷的自然環境以及液壓油、潤滑油等難以完全避免的洩漏，將導致摩擦係數大幅度下降，降低了制動的可靠性。③制動環可能發生變形，造成不需要制動時的額外摩擦，增加了偏航驅動的阻力。④系統結構較複雜，造價較高。⑤難以採用「故障安全」的設計。摩擦片與制動環之間需要相當大的摩擦力，使用彈簧來產生如此大的壓力相當困難。
發明內容
本發明針對現有風力機偏航制動技術中存在的不足和缺陷，提供一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，使該裝置不僅結構簡單，所需操作力小，制動可靠，造價較低，而且易於實現「故障安全」設計。
本發明的技術方案如下本發明提供的一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，含有外偏航齒輪的迴轉支承機構、機艙底座和塔架，其特徵在於在機艙底座上安裝若干個與外偏航齒輪相配合的楔形塊和用於驅動該楔形塊的驅動裝置。
本發明提供的第二種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，含有內偏航齒輪的迴轉支承機構、機艙底座和塔架，其特徵在於在機艙底座上安裝若干個與內偏航齒輪相配合的楔形塊和用於驅動該楔形塊的驅動裝置。
本發明提供的第三種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，含有內或外偏航齒輪的迴轉支承機構、機艙底座、塔架和制動盤，其特徵在於在制動盤內圈或外圈上作出一圈齒形，在機艙底座上安裝若干個與該齒形相配合的楔形塊和用於驅動該楔形塊的驅動裝置。
本發明提供的第四種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，含有內或外偏航齒輪的迴轉支承機構、機艙底座、塔架，其特徵在於該裝置包括一個與偏航齒輪和塔架固定的齒盤，在機艙底座上安裝若干個與該齒盤相配的楔形塊和用於驅動該楔形塊的驅動裝置。
本發明所述的風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，其特徵在於所述的驅動裝置採用液壓或電磁線圈驅動裝置。所述的楔形塊為單錐度楔形塊、雙錐度楔形塊、或頂部為圓柱面的楔形塊。
本發明與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果本發明提供一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，使該裝置不僅結構簡單，所需操作力小，制動可靠，造價較低，而且易於實現「故障安全」設計。
圖1a、1b分別為楔形塊和楔形塊徑向插入偏航齒輪的結構示意圖。
圖2是帶外偏航齒輪的偏航迴轉支承機構的結構示意圖。
圖3是當採用帶外偏航齒輪迴轉支承機構時，楔形塊插入式制動裝置的一種實施例的結構示意圖。
圖4是當採用帶外偏航齒輪迴轉支承機構時，楔形塊插入式制動裝置的另一種實施例的結構示意圖。
圖5是該裝置包括一個與所述的偏航齒輪和塔架固定的齒盤時，楔形塊插入式制動裝置的實施例的結構示意圖。在機艙底座上安裝若干個與該齒盤相配合的楔形塊和用於驅動該楔形塊的驅動裝置。圖中示出的是楔形塊的徑向插入。
圖中1-外偏航齒輪；2-偏航迴轉支承外軸承圈；3-偏航迴轉支承內軸承圈；4-機艙底座；5-楔形塊驅動裝置；6-楔形塊；7-齒盤。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體結構作進一步的說明。
本發明提供的楔形塊插入式偏航制動裝置，是利用偏航齒輪和楔形塊組成插入式制動裝置。例如對外偏航齒輪，採用外部安裝的楔形塊插入齒輪齒間來固定機艙與塔架。對內偏航齒輪，採用內部安裝的楔形塊插入齒輪齒間來固定機艙與塔架。圖2是帶外偏航齒輪的偏航迴轉支承機構的結構示意圖。它包括外偏航齒輪1，偏航迴轉支承外軸承圈2和偏航迴轉支承內軸承圈3。
圖3是當採用帶外偏航齒輪迴轉支承機構時，楔形塊插入式制動裝置一種實施例的結構示意圖。楔形塊驅動裝置5固定在轉動的機艙底座4上。圖為楔形塊6徑向插入。
圖4是當採用帶外偏航齒輪迴轉支承機構時，楔形塊插入式制動裝置的另一種實施例的結構示意圖。楔形塊的驅動裝置5固定在轉動的機艙底座4上。圖為楔形塊6的軸向插入。
對於採用內偏航齒輪的偏航系統迴轉支承機構，楔形塊插入式制動裝置與採用帶外偏航齒輪迴轉支承機構時類似。
目前國內廣泛使用的某種1.5MW風力機外偏航齒輪的齒數是164，這意味著偏航控制精度為360/164≈2.2°。如果認為這個精度偏低，可以採用如圖5所示的裝置圖5是該裝置包括一個與所述的偏航齒輪和塔架固定的齒盤7時，楔形塊插入式制動裝置的實施例的結構示意圖。在機艙底座4上安裝若干個與該齒盤7相配合的楔形塊6和用於驅動該楔形塊的驅動裝置5。圖中示出的是楔形塊的徑向插入。齒盤的齒數可根據偏航精度要求確定。
楔形塊的驅動裝置可以採用液壓或電磁線圈驅動裝置，液壓或電磁線圈加電驅動，彈簧返回，也可以採用「故障安全」的設計，彈簧壓入，液壓或電磁線圈加電返回。
本發明中所述的楔形塊為單錐度楔形塊、雙錐度楔形塊、或頂部為圓柱面的楔形塊。
在詳細計算了偏航制動所需的扭矩後，由於楔形塊的尺寸由齒輪的齒間尺寸確定，剩下的就是確定楔形塊的個數。楔形塊一般可以設置為在圓周上均布。如果結構上有矛盾，也可以不均布。
偏航精度和操作說明當採用楔形塊插入式制動裝置時，按照現有的某種1.5MW風力機外偏航齒輪，它有164個齒，這意味著偏航控制精度為360/164≈2.2°，一般誤差介於0～1.1°之間，原則上可以滿足偏航要求。如果採用圖5所述的結構，則偏航精度可大為提高。
為了使偏航制動楔形塊能夠比較準確的對準齒間，以便插入，可考慮採用控制系統精確控制偏航角度的方法，同時在各個制動器相應位置安裝位置傳感器，在偏航結束時判斷楔形塊是否已經插入，以保證機組運行的安全可靠。
權利要求
1.一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，含有外偏航齒輪的迴轉支承機構、機艙底座和塔架，其特徵在於在機艙底座上安裝若干個與外偏航齒輪相配合的楔形塊(6)和用於驅動該楔形塊的驅動裝置(5)。
2.一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，含有內偏航齒輪的迴轉支承機構、機艙底座和塔架，其特徵在於在機艙底座上安裝若干個與內偏航齒輪相配合的楔形塊(6)和用於驅動該楔形塊的驅動裝置(5)。
3.一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，含有內或外偏航齒輪的迴轉支承機構、機艙底座、塔架和制動盤，其特徵在於在制動盤內圈或外圈上作出一圈齒形，在機艙底座上安裝若干個與該齒形相配合的楔形塊(6)和用於驅動該楔形塊的驅動裝置(5)。
4.一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，含有內或外偏航齒輪的迴轉支承機構、機艙底座、塔架，其特徵在於該裝置包括一個與所述的偏航齒輪和塔架固定的齒盤，在機艙底座上安裝若干個與該齒盤相配合的楔形塊(6)和用於驅動該楔形塊的驅動裝置(5)。
5.按照權利要求1、2、3或4所述的風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，其特徵在於所述的驅動裝置採用液壓或電磁線圈驅動裝置。
6.按照權利要求5所述的風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，其特徵在於所述的楔形塊為單錐度楔形塊、雙錐度楔形塊、或頂部為圓柱面的楔形塊。
全文摘要
一種風力發電機楔形塊插入式偏航制動裝置，屬風力機偏航制動電氣或液壓驅動配合彈簧作用的機械制動裝置。該裝置是在非偏航齒輪軸承圈側安裝與偏航齒輪相配合的楔形塊及其驅動裝置；或者同時在固定部分和轉動部分分別安裝制動齒盤和楔形塊及其驅動裝置。該裝置不僅結構簡單，所需操作力小，制動可靠，造價較低，而且易於實現「故障安全」設計。
文檔編號F03D7/00GK1862011SQ200610012288
公開日2006年11月15日 申請日期2006年6月16日 優先權日2006年6月16日
發明者索沂生, 張志軍, 葉柏生 申請人:清華大學